Question

13．為了探究影響電熱的因素，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備透明容器，里面密封了空氣，U形管中裝有液體，與兩個(gè)密封容器相連，兩個(gè)密閉容中都有一段電阻絲（阻值不同）接在電路中，分別設(shè)計(jì)了圖甲、乙所示的兩個(gè)方案．
（1）這兩個(gè)方案的共同點(diǎn)是通電一段時(shí)間后，通過觀察U形管兩端液面高度差來判斷產(chǎn)生電熱的多少；
（2）甲方案探究的問題是在電流和通電時(shí)間相同的情況下，產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；
（3）乙方案探究的問題是在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；
（4）通過以上探究說明通電電阻產(chǎn)生的熱量與電流和電阻有關(guān)．

Answer 1

分析 電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時(shí)間有關(guān)，探究時(shí)運(yùn)用了控制變量法；
（1）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)化法；
（2）探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時(shí)，控制通電時(shí)間和電流不變；
（3）探究電流產(chǎn)生熱量跟通電電流關(guān)系時(shí)，控制通電時(shí)間和電阻不變．

解答 解：
（1）據(jù)試驗(yàn)裝置可知，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量使得容器中的空氣受熱膨脹，從而導(dǎo)致U型管中的液面會(huì)發(fā)生變化，故雖然熱量的多少不能直接觀察，但可以通過U型管液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法．
（2）在甲裝置中，將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過他們的電流I與通電時(shí)間t相同，探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；
（3）在乙裝置中一個(gè)5Ω的電阻與兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，B端兩個(gè)電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I_右=I_左，兩個(gè)5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知I_右=I₁+I₂，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，I₁=I₂，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；
（4）通過以上探究說明通電電阻產(chǎn)生的熱量與電流和電阻有關(guān)．
故答案為：
（1）U形管兩端液面高度差；
（2）電流和通電時(shí)間；電阻；
（3）電阻和通電時(shí)間；電流；
（4）電流和電阻．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用，同時(shí)考查了學(xué)生對(duì)焦耳定律變形公式的理解和掌握，難度較大．